科罗拉多州柯林斯堡——在过去的几年里,这座科罗拉多州北部城市(人口 16 万)一直在减少温室气体排放,同时发展业务。自 2005 年以来,其人口增长了 13.5%,但排放量下降了 14.7%。据该市称,去年的下降相当于减少了 71,000 辆乘用车的排放量。
一个城市是如何做到这一点的?在过去的六周内,来自俄罗斯、印度、丹麦、英国和日本的专家来到这里寻找答案。他们主要对该市最新的实验感兴趣,该实验旨在在炎热的夏季将市中心商业区的用电量减少 20%,而活动或舒适度没有明显下降。
“如果我们找到了秘诀,”科林斯堡首席可持续发展官员 Bruce Hendee 解释说,“那就是将该市最大的雇主科罗拉多州立大学,以及商业界——包括 10 家啤酒厂在内的越来越多的公司——与一项社区行动计划联系起来,该计划侧重于人、积极的环境目标和利润。”
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科罗拉多州的另一个主要大学城博尔德,已使用气候税和智能电表来促使人们减少排放(ClimateWire,2009 年 10 月 20 日)。在科罗拉多大学所在地博尔德,更绿色的生活方式已成为其座右铭之一。
附近的柯林斯堡,在 1850 年代令人兴奋的淘金热时期建立,从它正在做的事情中看到了另一种绿色。它正试图吸引能够减少排放、增加就业和扩大税基的公司。
“我们社区的 DNA 是在经济发展的框架内实现我们的气候、能源和可持续发展目标,”为该市规划提供咨询的工程咨询公司 Brendle Group 总裁 Judy Dorsey 说。
“基本想法是向企业展示一些‘高影响、高价值的项目,他们可以参与其中。这就像一个沙箱,”她补充道。“我们经常使用这个词。”
柯林斯堡最大的“沙箱”位于一座古老的砖砌堡垒式建筑中,名为发动机和能源转换实验室。它以前是市属燃煤发电厂,被废弃和忽视。1988 年,新来的机械工程教授 Bryan Willson 发现了它。“那里有 4,000 扇窗户;其中一半是坏的。没有暖气,没有浴室。这是一个非常简陋的设施。”
用更智能的电网吸引客户
Willson 指出,它确实拥有连接到当地公用事业公司的高压输电线。Willson 担心在大学获得终身教职,他想要一个实验室,他可以在那里对大型电力系统进行“非常规”测试。大学坚持该实验室必须自负盈亏。Willson 引进了经营天然气管道的公司。他们聘请他开发更高效的发动机,可以压缩天然气。
这些实验的一个结果是一家公司捐赠了一台大型燃气发电机。现在实验室可以自己发电了。丹麦带着一个问题找到了它。它的电网上有越来越多的风力发电,但是当风停止时,经常会发生停电,因为中央发电站通常无法足够快地调整供需。
该实验室分拆出一家名为 Spirae 的公司,并建立了一个未来主义的、计算机驱动的测试平台,可以模拟大型电网的运行,并立即调整由可再生能源的反复无常的性质引起的电力波动。
虽然关于建立智能电网的讨论很多,但实验室外部存在的电网本身不够快,无法重新平衡来自各种不同电源的输入和输出。“不要称它们为智能电网,”Spirae 首席执行官 Sunil Cherian 警告说。“今天,我们对我们的系统如何运行知之甚少。我们甚至不知道是否有人停电,直到他们打电话。”
该实验室更灵活的模型电网可以像电以光速移动一样快地进行重新平衡。它被称为“BlueFin”,吸引了想要对其进行改造的客户。有些人对“孤岛运行”感兴趣,将其用作备用电网的骨干,如果中央电网瘫痪,备用电网可以使用应急发电机和大量太阳能和风能来维持自身运行。
对此感兴趣的实体包括国防部和能源部。美国能源部向柯林斯堡授予了 630 万美元的赠款,以展示如何通过连接应急发电机、太阳能电池阵列和各种其他备用系统(包括一些电动汽车)将该市市中心商业区的能源消耗降低 20%。
“伟大的连接者”的实验
Willson 意识到该市和大学都承诺减少温室气体排放,他说服他们“堡垒 Zed”实验将有所帮助。他还吸引了一些市中心的企业。
“Bryan Willson 是一位伟大的连接者和领导者。他让我们参与了堡垒 Zed,”生产精酿啤酒(包括其领先品牌 Fat Tire)的新比利时啤酒公司发言人 Bryan Simpson 解释说。这家啤酒厂一直在开展自己的节能项目,包括使用细菌消化酿造过程中的废水产生的甲烷来运行发电机。
加上啤酒厂装瓶厂屋顶上的太阳能电池阵列,这意味着新比利时啤酒公司可以将其电力需求减少一半,并且仍然可以继续生产啤酒。
所有这些以及更多都被接入了 Spirae 的堡垒 Zed 实验的测试平台,该实验在七月和八月的几天内进行。科罗拉多州立大学的维护工程主管 Michael Randall 与 Spirae 技术人员合作,重新布线了所有校园空调系统,只需拨动开关,就可以将风扇的用电量降至正常用电量的 40%。虽然夏季气温达到 90 度,“我们没有任何抱怨,”他解释说。
该大学在第一天没有达到 20% 的减排目标,但在下一次测试中达到了目标,启动了应急发电机并使用了来自大型屋顶阵列的太阳能。它在晚上启动大型机器来制冰,并在白天用它来帮助冷却一些建筑物。“我们计划自行扩展这项计划,”Randall 解释说,因为该大学有兴趣通过削减高峰需求时段收取更高的电价来省钱。
玩转智能建筑
管理一个名为 ClimateWise 的城市项目的 Kathy Collier 说,350 家当地企业已注册参加一个每年减少能源、水和垃圾的项目。“我们对他们进行基准测试,”她说。该市要求他们说明由此产生的节省。该计划在四年内三次提高了目标,主要是因为企业正在相互比较关于可以节省多少资金的记录。
可能会有更多的商人来到柯林斯堡。该市和大学正在讨论第二轮堡垒 Zed 测试,引入更多的太阳能和风能,并将该市对停电的脆弱性降至更低水平。运行测试的 Spirae 吸引了一个新的合作伙伴波音公司,向军方出售其电网操作系统。五角大楼希望拥有“孤岛运行”军事基地的能力,以便它们在中央电网系统瘫痪时能够继续运行。
一些城市,包括在桑迪飓风中遭受大规模电力损失的纽约市,也在寻找方法来创建具有自身电力的基本活动岛,以便更快地解决停电问题。
至于“伟大的连接者”Willson,他并没有止步。他已经筹集了私人资金来建造一座商业建筑,该建筑将于本月开始在他的能源实验室旁边拔地而起。它将拥有最先进的供暖、制冷和照明系统。
建筑物大约消耗了美国三分之一的能源,并且房东和租户之间经常存在法律和经济障碍,导致能源使用量居高不下,效率措施低下。Willson 希望通过他的新建筑来改变这一切,这座建筑将是完全绿色的。但这也将允许人们进入并改造不同的操作系统,然后衡量财务结果。
他将其描述为“商业建筑运营商的游乐场”。
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